Cálculo de una estación de energía solar

El tema de generar electricidad por métodos alternativos es bastante relevante en nuestro tiempo. Una de las opciones para proporcionar electricidad a la casa es la instalación de una estación de energía solar. Esta opción puede usarse como una fuente alternativa adicional de electricidad o como la principal, si existe una tarea de suministro de energía en el hogar en ausencia de la capacidad de conectarse a redes eléctricas, por ejemplo, debido a su lejanía.

La primera etapa en la implementación de esta idea es el cálculo del futuro. estación de energía solar. En este artículo, damos recomendaciones que ayudarán a calcular correctamente la potencia requerida de una futura estación de energía solar y evaluar correctamente la posibilidad de implementar esta idea, dependiendo de varios factores.

Datos de origen

En primer lugar, es necesario determinar qué tareas debe cumplir una futura planta de energía. La cuestión más importante es la disponibilidad de una fuente de alimentación centralizada y su fiabilidad.

Primera opción

La casa está conectada a redes eléctricas, pero la fuente de alimentación no es confiable y existe un problema de cortes de energía frecuentes. En este caso, es necesario determinar qué tareas debe realizar una planta de energía solar doméstica.

Si los cortes de energía son cortos, la tarea de una fuente alternativa de electricidad es proporcionar energía a los electrodomésticos más importantes.

Es necesario analizar qué aparatos eléctricos se utilizarán durante el período de corte de energía y registrar su potencia y tiempo de funcionamiento para realizar más cálculos.

Segunda opción

Los mismos datos iniciales que en la primera versión, pero las interrupciones en la fuente de alimentación son largas y se requiere implementar una fuente de alimentación de respaldo, que suministre todos los electrodomésticos necesarios que se operan diariamente en la casa. También registramos la potencia y la duración de los electrodomésticos.

Tercera opción

La casa no tiene conexión a redes eléctricas y no hay posibilidad de conectarse por una razón u otra. En este caso, la estación de energía solar actuará como la principal fuente de electricidad para la casa.

Si el problema del suministro de energía en el hogar se está abordando por primera vez, entonces es necesario pensar en qué electrodomésticos se planea operar en la casa y elegir su energía, guiados por el principio de economía, es decir, elegir la energía mínima, ya que el costo de una planta de energía solar depende directamente de su energía.

La implementación de la idea de una planta de energía solar es bastante costosa, por lo que debe abordar de manera muy responsable el problema del cálculo de las cargas futuras y considerar todas las opciones posibles.

Cálculo de cargas de electrodomésticos.

Al calcular las cargas de los aparatos eléctricos, es necesario considerar por separado cada uno de los aparatos eléctricos, analizando todos los matices posibles de su funcionamiento.

Es inmediatamente necesario eliminar todos los aparatos eléctricos cuyas funciones se puedan implementar de otra manera, sin el uso de electricidad.

Enumeramos los aparatos eléctricos que no son prácticos para la energía de una estación de energía solar y el reemplazo alternativo correspondiente:

• Horno eléctrico, hervidor eléctrico, calentadores eléctricos. Si se usa un horno eléctrico para cocinar en la casa, entonces, en caso de un apagón, puede construir un horno de combustible sólido, donde puede cocinar alimentos, calentar agua y también usarlo para calentar la casa. Como opción de respaldo, puede comprar una estufa de gas con un cilindro;

• Calentador de agua eléctrico.Una alternativa es un calentador solar de agua o la implementación de calentamiento de agua de un horno; - bomba de agua de pozo. En caso de cortes de energía, se debe proporcionar la posibilidad de una toma manual de agua del pozo. Si no hay conexión a la red eléctrica para la conveniencia de la operación diaria, puede incluir la bomba en la lista de cargas que serán alimentadas por la futura planta de energía;

• sémola, un molino y otros dispositivos utilizados en la limpieza. En este caso, se pueden preferir dispositivos manuales.

Por separado, se debe decir sobre la iluminación de la casa. Si hay una fuente de alimentación centralizada para el uso diario, cualquier tipo de lámpara se selecciona según sus preferencias personales. Y para el suministro de energía autónomo, es necesario dar preferencia a los tipos de lámparas más económicos del surtido disponible, es decir, LED. Es necesario elegir el número óptimo de lámparas y su potencia para proporcionar el nivel deseado de iluminación en un lugar en particular.

La casa tiene electrodomésticos y dispositivos que tienen una gran potencia, pero que rara vez se usan. No es práctico tener en cuenta la potencia de estos aparatos eléctricos al diseñar una planta de energía solar, ya que el costo de la planta aumentará significativamente, pero básicamente esta energía no se utilizará. Dichos dispositivos incluyen una máquina de soldar, una herramienta electrificada (amoladora angular, martillo rotativo, máquinas de procesamiento, etc.).

En ausencia de una fuente de alimentación centralizada para el funcionamiento de dichos aparatos eléctricos, es recomendable comprar generador diesel (gasolina). La presencia de un generador en la casa ofrece la ventaja de que si los paneles solares no han cargado la batería, puede reponer la falta de carga encendiendo el generador.

Para una mayor eficiencia, confiabilidad y capacidad de carga, es más recomendable implementar una fuente de alimentación autónoma en el hogar utilizando dos fuentes alternativas: paneles solares y generadores eólicos.

Más sobre el tema:Generadores eólicos o paneles solares, ¿cuál es mejor elegir?  

La presencia de generadores eólicos le permite aumentar la capacidad total de suministro de energía autónomo y, posiblemente, todos los aparatos eléctricos, incluidos los potentes, pueden funcionar sin la necesidad de un generador. En cualquier caso, es necesario considerar la opción de combinar dos fuentes de electricidad alternativa, sin dar preferencia a solo una de las opciones.

Para ver un ejemplo detallado del cálculo del consumo total de electricidad y la selección de equipos para una estación de energía solar doméstica, consulte los artículos de Boris Tsupilo:

Un ejemplo de cálculo de paneles solares para un hogar

Selección de inversor y cálculo de batería

Inversor: ¿onda sinusoidal u onda sinusoidal modificada?

Cómo elegir un controlador de carga solar

Diagrama de conexión solar

Instalación, conexión de paneles solares y su instalación en el techo.

Cálculo de la potencia requerida de una central eléctrica.

El segundo parámetro importante es la capacidad de carga de la planta de energía, es decir, la cantidad máxima de energía que puede producir una planta de energía solar.

Al calcular las cargas de los electrodomésticos, es necesario analizar qué electrodomésticos funcionarán al mismo tiempo y qué potencia máxima se requerirá para alimentarlos en las cargas máximas. En este caso, es aconsejable considerar el funcionamiento de los aparatos eléctricos de tal manera que no haya cambios repentinos en las cargas.

También es necesario tener en cuenta las características del funcionamiento de algunos aparatos eléctricos. Por ejemplo, debe tener en cuenta las corrientes de arranque del compresor del refrigerador y los motores eléctricos de varios aparatos eléctricos.

El límite de potencia de salida por los límites de una planta de energía. inversor - un dispositivo que convierte una batería de corriente continua en corriente alterna de 220 V.

Al calcular la potencia del inversor, también se deben tener en cuenta las características de la batería, que acumula la electricidad generada por los paneles solares. En este caso, estamos hablando de las corrientes de descarga máximas permitidas de la batería.

Para proteger el inversor de la estación de energía solar de sobrecorrientes, en particular sobrecargas, se utiliza disyuntor. Para controlar y limitar las cargas, puede usar el relé de prioridad de carga. Los electrodomésticos se dividen en varios grupos según el grado de importancia (prioridad), se establece un límite de carga.

Durante el funcionamiento de los aparatos eléctricos, el relé de prioridad de carga controlará el valor de la carga en tiempo real, y si se excede el límite establecido, desconectará parte de la carga con menor prioridad, evitando que el disyuntor se dispare y, en consecuencia, desenergice los electrodomésticos más importantes.

Cálculo de la potencia de los paneles solares.

Una planta de energía solar produce energía eléctrica solo durante las horas del día, si hay suficiente salida de luz. Los paneles solares deben tener una potencia tal que puedan acumular en las baterías una cantidad de energía eléctrica que proporcione energía a todos los electrodomésticos durante el día.

Hay libros de referencia sobre el nivel de radiación solar y la insolación solar para cada región; por lo general, los realizadores de los paneles solares proporcionan dichos datos. El nivel de radiación solar muestra la cantidad aproximada de electricidad generada por los paneles solares en diferentes épocas del año. El índice de insolación solar le permite tener en cuenta el posible empeoramiento de las condiciones climáticas y obtener un valor más preciso de la energía generada por las células solares.

Tenga en cuenta que los datos de referencia son indicativos y no siempre corresponden a las características reales de los paneles solares.

Al construir una estación de energía solar doméstica, es necesario prever la posibilidad de aumentar su capacidad en el futuro conectando paneles solares y baterías adicionales para acumular la electricidad generada.

Como se mencionó anteriormente, es necesario analizar la relevancia del uso de otra fuente alternativa de electricidad para asegurar un suministro adecuado de suministro de energía autónomo en el hogar, teniendo en cuenta todos los factores posibles.

Según la potencia de los paneles solares, seleccione el controladorpor medio del cual la electricidad generada se transfiere a la batería.

Un criterio muy importante es la disponibilidad de fondos para la implementación de una fuente autónoma de suministro de energía en el hogar. Por lo tanto, al elegir ciertos elementos, debe ajustar su elección según su presupuesto.